REAKSI IDENTIFIKSI DAN ANALISIS KATION GOLONGAN V
Pendahuluan
Kimia analitik adalah cabang ilmu kimia yang berfokus pada analisis cuplikan material untuk mengetahui komposisi, struktur, dan fungsi kimiawinya. Secara tradisional, kimia analitik dibagi menjadi dua jenis, kualitatif dan kuantitatif :
1. Analisa Kualitatif adalah penyelidikan kimia mengenai jenis unsur atau ion yang terdapat dalam suatu zat tunggal atau campuran.
2. Analisa Kuantitatif Adalah penyelidikan kimia mengenai kadar unsur atau ion yang terdapat dalam suatu zat tunggal atau campuran.
Analisis kualitatif membahas identifikasi zat-zat. Urusannya adalah unsur atau senyawaan yang terdapat dalam suatu sampel atau contoh. Pada pokoknya, tujuan analisis kualitatif adalah memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur. Analisis kuantitatif berurusan dengan penetapan banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel atau contoh (Underwood, 1986). Analisis kualitatif membahas tentang pengidentifikasian za-zat yang terdapat dalam suatu sampel. Tujuan utama analisis kualitatif adalah memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur. (Underwood, 1986).
Reaksi pengendapan telah digunakan secara meluas dalam kimia analisis dalam titrasi-titrasi, dalam penetapan gravimetri, dan dalam memisahkan suatu sampel menjadi komponen-komponennya (Underwood, 1986). Analisa kimia adalah penyelidikan kimia yang bertujuan untuk mencari susunan persenyawaan atau campuran persenyawaan di dalam suatu sampel. Suatu senyawa dapat diuraikan menjadi anion dan kation. Analisa anion dan kation bertujuan untuk menganalisa adanya ion dalam sample. Analisa Anion dominan menggunakan cara yang lebih mudah dibanding analisa terhadap kation dan berlangsungnya juga sangat singkat sehingga kita dapat secara cepat mendapatkan hasil percobaan. Analisa anion - kation dapat juga digunakan dalam berbagai bidang kehidupan, seperti dalam pemeriksaan darah, urine, dan sebagainya.
TEORI
Golongan-Golongan Kation
Klasifikasi kation yang paling umum didasarkan pada perbedaan kelarutan dari klorida, sulfida, dan karbonat kation tersebut. Kation diklasifikasikan dalam 5 golongan berdasarkan sifat-sifat kation tersebut terhadap beberapa reagensia. (Vogel, 1990).
Golongan-golongan kation memiliki ciri-ciri khas, yaitu:
Golongan I: membentuk endapan dengan asam klorida encer, ion-ion yang termasuk dalam golongan ini adalah timbal, raksa, dan perak.
Golongan II: membentuk endapan dengan hydrogen sulfide dalam suasana asam mineral encer. Ion-ion yang termasuk dalam golongan ini adalah merkurium (II), tembaga, cadmium, bismuth, stibium, timah.
Golongan III: membentuk endapan dengan ammonium sulfide dalam suasana netral. Kation golongan ini antara lain nikel, besi, kromium, aluminium, seng, mangan, dan kobalt.
Golongan IV: membentuk endapan dengan ammonium karbonat dengan adanya ammonium klorida dalam suasana netral atau sedikit asam.
Golongan V: disebut juga golongan sisa karena tidak bereaksi dengan reagensia-reagensia golongan sebelumnya. Ion kation yang termasuk dalam golongan ini antara lain magnesium, natrium, kalium, dan ammonium. (Vogel, 1990).
GOLONGAN KATION KE LIMA
Reagensia Golongan : tak ada reagensia umum untuk kation – kation golongan ini.
Reaksi golongan: kation-kation golongan kelima tidak bereaksi dengan asam klorida, hydrogen sulfide atau garam-garam asmonium dengan ammonium karbonat.
Reaksi ion ammonium sangat serupa dengan reaksi-reaksi ion kalium, karena jari-jair ion dari kedua ion ini hamper identik.
MAGNESIUM, Mg ( Ar : 24,305).
Magnesium adalah logam putih, dapat ditempa dan diliat. Ia melebur pada 6500C. logam ini mudah terbakar dalam udara atau oksigen dengan mengeluarkan cahaya putih yang cemerlang, membentuk oksida MgO dan beberapa nitride Mg3N2. logam ini perlahan-lahan terurai oleh air pada suhu biasa, tetapi pada titik didih air reaksi berlangsung secara cepat :
Magnesium hidroksida, jika tak ada garam ammonium, praktis tak larut. Magnesium larut dengan mudah dalam asam :
Magnesium membentuk kation bivalen . oksida, hidroksida, karbonat, dan fosfatnya tak larut : garam-garam lainnya larut. Rasanya pahit, beberapa dari garam-garam ini adalah higroskopis.
Reaksi-reaksi ion magnesium : untuk mempelajari reaksi-reaksi ini, dapat dipakai larutan 0,5M dari magnesium klorida, MgCl6.6H2O atau magnesium sulfat, MgSO4.7H2O
1) Larutan ammonia : pengendapan parsial magnesium hidroksida yang putih dan seperti gelatin:
Endapan larut sangat sedikit sekali dalam air (12 mg?liter, Ks = 3,4 x 10 -11 ), tetapi mudah larut dalam garam-garam ammonium.
Larutan natrium hidroksida : endapan putih magnesium hidroksida yang tidak larut dalam reagensia berlebihan, tetapi mudah larut dalam garam-garam ammonium.
2) Larutan Natrium hidroksida : endapan putih meganeszium hidroksida, yang tak larut dalam reagensia berlebihan, tetapi mudah larut dalam garam-garam ammonium :
3) Larutan ammonium karbonat : jika tidak ada garam-garam ammonium, terjadi endapan putih magnesium karbonat basa.
Dengan adanya garam-garam ammonium, tidak terjadi pengendapan karena kesetimbangan.
4) Larutan dinatrium hydrogen fosfat : terbentuk endpan Kristal putih magnesium ammonium fosfat jika ada serta ammonium klorida ( untuk mencegah pengendapan magnesium hidroksida) dan larutan ammonia.
Endapan larut sangat sedikit dalam air, larut dalam asam asetat dan dalam asam-asam mineral. Kelarutan yang normal dari Mg(NH4)PO4.6H2O bertambah karena garam ini terhidrolisis dalam air :
Kecenderungan ini akan berkurang oleh adanya ammonia dalam jumlah yang sedang (didapatkan, bahwa senyawa ini sangat sedikit sekali larut dalamlarutan ammonia 2.5 %). Endapan memisah denagan lambat dari larutan jenuh; ini biasanya juga bias diatasi dengan mendinginkan dan dengan mengosok-gosok tabung uji atau gelas piala (beaker) dibawah permukaan cairan dengan sebatang kaca.
Gumpalan (seperti kapas) putih magnesium hidorgen sulfat,MgPO4 , dihasilkan dalam larutan yang netral.
5) Larutan natrium karbonat : endapan putih, bervolume besar, yaitu karbonat basa, yang tak larut dalam larutan basa, tetapi mudah larut dalam asam dan larutan garam ammonium.
6) Reagensia difenilkarbazida (C6H5.NH.NH.CO.NH.NH.C6H5) : larutan garam magnesium itu, diolah dengan larutan natrium hidroksida akan terbentuk endapan magnesium hidroksida lalu beberapa tetes reagensia difenilkarbazida dan larutan disaring. Setelah endapan dicuci dengan air panas akan terlihat bahwa ia telah memperoleh warna lembayung merah karena pembentukan suatu garam kompleks atau suatu kompleks adsorpsi. Logam golongan I dan III menggangu, maka tak boleh ada.
Reagensia dibuat dengan melarutkan 0,2 g difenilkarbazida dalam 10 ml asam asetat glacial dan mengencerkannya menjadi 100 ml dengan etanol.
7) Reagensia 8-hidroksikuinolina atau ‘oksina’
Bila larutan suatu garam magnesium yang mengandung sedikit ammonium klorida, diolah dengan 1-2 ml reagensia yang telah dijadikan sangat amoniakal dengan menambahkan 3-4 ml larutan ammonia encer, dan campuran dipanaskan sampai titik didih, kita memperoleh endapan kuning garam kompleks Mg(C9H6NO)2, 4H2O. smua logam-logam lain, kecuali natrium dan kalium, tak boleh ada.
Reagensia dibuat dengan melarutkan 2 g oksina dalam 100 ml asam asetat 2 M. 8) Reagensia p-nitrobenzena-azo-resorsinol (atau magneson I)
Uji ini bergantung pada adsorpsi reagensia yang merupakan suatu zat pewarna, diatas Mg(OH)2 dalam larutan basa pada mana dihasilkan bahan pewarna biru. Dua ml larutan uji yang sedikit diasamkan dengan asam klorida, diolah dengan 1 tetes reagensia dan larutan natrium hidroksida 2 M yang cukup untuk membuat larutan menjadi basa kuat (misalnya 2-3 ml). endapan biru muncul. Ini adalah suatu uji pemastian yang sangat baik dalam analisis makro, tetapi penting sekali untukmelakukan uj blanko dengan reagensia-reagensia, yang sering menghasilkan pewarnaan biru. Untuk alasaan ini, endapan birulah yang harus kita cari. Semua logam, kecuali logam-logam alkali, tak boleh ada. Garam ammonium mengurangi kepekaan uji ini dengan mencegah pengendapan Mg(OH)2, dan karenanya harus dihilangkan.
Ia menghasilkan perubahan-perubahan warna yang serupa seperti magneson I, tetapi kelebihannya adalah bahwa ia lebih peka ( kepekaan : 0,2 Mg ; batas konsentrasi : 1 dalam 250.000) dan daya mewarnainya kurang, sehingga uji blanko tak berwarna begitu tua. Cara menggunakannya dn pembuatannya adalah identik dengan yang diuraikan diatas untuk magneson I.
9) Reagensia kuning titan : kuning titan (juga dikenal sebagai kuning clayton) adalah zat pewarna kuning yang larut dalam air. Ia diadsorpsi oleh magnesium hidroksida, menhasilakn warna atau endapan merah tua. Barium dan kalium tak bereaksi tetapi mepertajam warna merah itu. Semua unsure dari golongan I sampai III harus dihilangkan sebelum menguji.
Taruh setetes larutan uji diatas lempeng bercak, bubuhkan setetes reagensia dan setetes natrium natrium hidroksida 2M. Dihasilkan warna atau endapan merah.
10) Reagensia kuinalizarin : endapan biru atau perwarnaan biru seperti bunga-jagung dengan garam-garam magnesium. Pewarnaan dapat dibedakan dengan mudah dari warna lembayung-biru reagensia. Setelah ditambahkan sedikit air-brom , warna hilang (perbedaan dari berilium). Logam-logam alkali tanah dan aluminium tidak mengganggu pada kondisi-kondisi uji ini, tetapi semua unsure dari golongan I sampai III harus dihilangkan. Fosfat dan garam-garam ammonium dalam jumlah bayak , mengurangi kepekaan reaksi.
11) Uji kering ( uji pipa-tiup) semua senyawa-senyawa magnesium bila dipijarkan diatas arang dengan adanya natrium karbonat diubah menjadi magnesium oksida putih, yang berkilau terang ketika panas. Setelah dibasahi dengan satu dua tetes larutan kobalt nitrat, dan dipanaskan lagi sampai panas sekali, kita memperoleh massa yang berwarna merah-jambu muda.
NATRIUM, Na (Ar : 22,99)
Natrium adalah logam putih perak yang lunak, yang melebur pada 97,5. Natrium teroksidasi dengan cepat dalam udara lembab, maka harus disimpan terendam seluruhnya dalam pelarut nafta atau silena. Logam ini bereaksi keras dengan air, membentuk natrium hidroksida dan hydrogen :
Dalam garam-garamnya, natrium berada sebagai kation monovalen Na+ . garam-garam ii membentuk larutan tak berwarna kecuali jika anionnya berwarba; hamper semua garam natrium larut dalam air
Reaksi-reaksi ion natrium
Untuk mempelajari reaksi-reaksi ini dapat dipakai dipakai larutan natrium klorida NaCl, 1M. 1) Larutan uranil magnesium asetat : endapan kristalin kuning, natrium magnesium uranil
asetat NaMg(UO2)3(CH3)(CH3COO)99H2O, dari larutan pekat. Penambahan kira-kira sepertiga volume alcohol akan dapat membantu pengendapan :
Reagensia dibuat sebagai berikut. Larutkan 10 g uranil asetat dalam 6 g asam asetat galsisal dan 100 ml air (larutan a). Larutkan 33 g magnesium asetat dalam 10 g asama setat dan 100 ml air (larutan b). campurkan kedua larutan a dan b, diamkan selama 24 jam, dan saring. Sebagai alternative, reagensia dari konsentrasi yang ekuivalen, dapat dibuat dengan melarutkan uranil magnesium asetat dalam air atau dalam asam asetat M dengan volume yang sesuai.
2) Larutan asam kloroplatinat, asam tartarat atau natrium heksanitritokobaltat (III) : tak ada endapan dengan larutan garam natrium
3) Reagensia uranil zink asetat. Sebagai uji yang peka terhadap natrium, Reagensia uranil zink asetat kadang-kadang lebih disukai ketimbang memakai uranil magnesium asetat, NaZn(UO2)3(CH3COO)9H2O. reaksi ini cukup selektif untuk natrium. Kepekaan reaksi dipengaruhi oleh tembaga, merkurium, cadmium, alumunium, kobalt, nikel, mangan,
zink, kalsium, stronsium, barium, dan ammonium jika terdapat dalam konsentrasi yang melebihi 5 g /l, garam-garam klaium dan litium mengendap jika konsentrasi dalam larutan masing-masing melebihi 5 g/l dan 1 g/l.
4) Uji kering (pewarnaan nyala). nyala Bunsen yang tak cemerlang akan diwarnai kuning kuat oleh uap garam natrium. Warna ini tak terlihat bila dipandang melalui 2 lapisan lempeng kaca kobalt yang biru. Garam natrium dalam jumlah yang sedikit sekali member hasil positif pada uji ini, dan hanya warna yang kuat dan bertahan lama yang menunjukkan bahwa natrium terdapat dalam jumlah yang berarti.
KALIUM, K (Ar=39,098)
Kalium adalah logam putih-perak yang lunak. Logam ini melebur pada 63,5oC. Ia tetap tak berubah dalam udara kering, tetapi dengan cepat teroksidasi dalam udara lembab, menjadi tertutup dengan suatu lapisan biru. Logan itu menguraikan air dengan dahsyat, sambil melepaskan hydrogen dan terbakar dengan nyala lembayung:
Kalium biasanya disimpan dalam pelarut nafta.
Garam-garam kalium mengandung kation monovalen K+. garam-garam ini biasanya larut dan membentuk larutan yang tak berwarna, kecuali bila anionnya berwarna.
Reaksi-reaksi ion kalium
Larutan kalium klorida, KCL, M dapat dipakai untuk uji-uji ini.
1. Larutan natrium heksanitritokobaltat (III) Na3[Co(NO2)6]: endapan kuning kalium heksanitritokobaltat (III):
Endapan tak larut dalam asam asetat ence. Jika ada natrium dalam jumlah yang lebih banyak (atau jika reagensia ditambahkan berlebihan) terbentuk suatu garam campuran, K2Na[Co(NO2)6]. Endapan terbentuk dengan segera dalam larutan-larutan pekat, dan lambat dalam larutan encer; pengendapan dapat dipercepat dengan pemanasan. Garam-garam ammonium memberi endapan yang serupa dan tak boleh ada. Dalam larutan yang basa, kita memperoleh endapan coklat atau hitam, yaitu kobalt (III) hidroksida Co(OH)3. Iodida dan zat pereduksi yang lain mengganggu, maka harus dihilangkan sebelum menguji.
2. Larutan asam tartarat (atau larutan natrium hydrogen tartrat): endapan kristalin putih kalium hydrogen tartrat :
Dan
Jika asam tartarat yang dipakai larutan harus dibufferkan dengan natrium asetat, karena asam kuat yang terbentuk dalam reaksi (a), melarutkan endapan. Basa-basa (alkali) kuat juga melarutkan endapan.
Endapan larut sedikit dalam air (3,26 g l-1, Ks = 3 x 10-4), tetapi sangat tidak larut dalam etanol 50 persen. Pengendapan dipercepat dengan mengaduk keras-keras, dengan menggosok-gosok dinding dalam bejana dengan sebatang kaca, dan dengan menambahkan alcohol. Garam-garam ammonium menghasilkan endapan yang serupa, maka tak boleh ada.
3. Larutan asam perklorat (HClO4) : endapan kristalin putih kalium perklorat KClO4 dari larutan yang tak begitu encer.
Endapan larut sedikit dalam air (3,2 g l-1 dan 198 g l-1 masing-masing pada 0o dan 100oC), dan praktis tak larut dalam alcohol mutlak. Larutan dalam alcohol tak boleh dipanaskan, karena bisa menimbulkan ledakan yang berbahaya. Reaksi tak dipengaruhi oleh adanya garam-garam ammonium.
4. Reagensia asam heksakloroplatinat (IV) (H2[PtCl6]) : endapan kuning kalium heksakloroplatinat (IV):
Pengendapan terjadi seketika dari larutan yang pekat; dalam larutan encer, pengendapan berlangsung perlahan-lahan kalau didiamkan, tetapi dapat dipercepat dengan mendinginkan dan dengan menggosok-gosok dinding dalam bejana memakai sebatang kaca. Endapan larut sedikit dalam air, tetapi hamper tak larut dalm alcohol 75 persen. Garam-garam ammonium member endapan yang serupa, dan tak boleh ada.
Reagensia dibuat dengan melarutkan 2,6 g asam kloroplatinat terhidratasi, H2[PtCl6].6H2O, dalam 10 ml air. Karena mahalnya reagensia hendaklah dipakai dalam jumlah yang hanya sedikit saja, dan semua endapan ditaruh dalam botol residu platinum.
5. Uji natrium heksanitritokobaltat (III)-perak nitrat
Ini adalah suatu modifikasi dari reaksi 1 dan dapat dipakai untuk larutan yang bebas-halogen. Pengendapan garam-garam kalium dengan larutan natrium heksanitritokobaltat (III) dan larutan perak nitrat, menghasilkan senyawa K2Ag[Co(NO2)6], yang kurang larut dibanding senyawa natrium padanannya K2Na[Co(NO2)6], maka uji ini adalah lebih peka. Garam-garam litium, talium dan ammonium tak boleh ada, karena mereka member endapan dengan larutan heksanitritokobaltat (III).
Taruh setetes larutan uji yang netral atau asam dengan asam asetat, di atas lempeng bercak hitam, dan tambahkan setetes larutan erak nitrat 0,1 M dan sejumlah kecil sekali natrium heksanitritokobaltat (III) yang berbentuk bubuk halus. Muncul endapan atau kekeruhan yang berwarna kuning.
Kepekaan: 1µg K. Batas konsentrasi: 1 dalam 50.000. Jika larutan perak nitrat tak ditambahkan, kepekaan adalah 4µg K. 6. Reagensia dipikrilamina (atau heksanitrodifenilamina)
Atom hydrogen dari gugus NH dapat diganti dengan logam, garam natriumnya larut dalam air dengan menghasilkan larutan yang kuning. Dengan larutan garam-garam kalium, garam-garam ini menghasilkan endapan kristalin dari turunan (derivate) kaliumnya yang merah jingga. Uji ini dapat dipakai dengan hadirnya natrium sebanyak 80 kali dan litium sebanyak 130 kali lipat kaliu. Garam-garam ammonium harus dihilangkan sebelum menguji. Magnesium tak mengganggu.
Taruh setetes larutan uji yang netral di atas kertas reaksi-tetes dan segera tambahkan setetes reagensia yang sedikit basa itu. Diperoleh suatu bercak merah-jingga yang tak terpengaruh oleh pembubuhan 1-2 tetes asam klorida 2M.
Kepekaan: 3µg K. Batas konsentrasi : 1 dalam 10.000.
Reagensia dibuat dengan melarutkan 0,2 g dipikrilamina dalam 20 ml natrium karbonat 0,05 M dan menyaing cairan yang telah didinginkan ini.
7. Uji natrium tetrafenilboron
Kalium membentuk endapan putih dalam larutan netral atau dengan adanya asam asetat:
Endapan hamper tak larut dalam air (0,053 g l-1, Ks = 2,25 x 10-8); kalium mengendap secara kuantitatif jika dipakai reagensia yang sedikit berlebihan (0,1-0,2 persen). Endapan larut dalam asam kuat dan alkali-alkali, dan juga dalam aseon. Ion-ion rubidium, caesium, talium (I), dan ammonium mengganggu.
Reagensia dibuat dengan melarutkan 3,42 g natrium tetrafenilboron Na[B(C6H5)4] (Mr: 342,2) dalam air, dan mengencerkannya sampai 100 ml. larutan yang kira-kira 0,1 M ini dapat tahan selama 2 minggu. Jika larutan tidak jernih harus disaring.
8. Uji kering (pewarnaan nyala)
Senyawa-senyawa kalium, sebaiknya kloridanya, mewarnai nyala Bunsen yang tak cemerlang menjadi lembayung (lila). Nyala kuning yang dihasilkan oleh natrium dalam jumlah sedikit, mengganggu warna lembayung itu, tetapi dengan memandang nyala melalui dua lapisan kaca kobalt yang biru, sinar-sinar natrium yang kuning akan diserap sehingga nyala kalium yang lembayung kemerahan jadi terkihat. Larutan tawas krom (310 g l-1) setebal 3 cm, juga merupakan penyaring yang baik.
ION AMONIUM, NH4+ (Mr: 18,038).
Ion-ion ammonium diturunkan dari ammonia, NH3, dan hydrogen H+. Ciri-ciri khas ion ini adalah serupa dengan cirri-ciri khas ion logam-logam alkali. Dengan elektrolisis memakai katode dari merkurium dapat dibuat ammonium amalgam, yang mempunyai sifat-sifat serupa dengan amalgam dari natrium atau kalium.
Garam-garam ammonium umumnya adalah senyawa-senyawa yang larut dalam air, dengan membentuk larutan yang tak berwarna (kecuali bila anionnya berwarna). Dengan pemanasan, semua garam ammonium terurai menjadi ammonia dan asam yang sesuai. Kecuali jika asamnya tak mudah menguap, garam ammonium dapat dihilangkan secara kuantitatif dari campuran kering dengan memanaskan.
Reaksi-reaksi ion ammonium umumnya serupa dengan reaksi-reaksi kalium, karena ukuran kedua ion itu hamper identik.
Reaksi-reaksi ion ammonium
Untuk mempelajari reaksi-reaksi ini, dapat dipakai larutan ammonium klorida NH4Cl, M. 1. Larutan natrium hidroksida: gas ammonia dilepaskan ketika dipanaskan.
Ini dapat diidentifikasikan (a) dari baunya (dengan hati-hati ciumlah uap setelah mengangkat tabung uji atau gelas piala kecil dari api); (b) dari terbentuknya uap putih ammonium klorida bila sebuah batang kaca yang dibasahi asam klorida pekat dipegangi dalam uapnya; (c) dari fakta bahwa gas ini menyebabkan kertas lakmus merah berubah menjadi biru atau kertas kunyit menjadi coklat; (d) dari kemampuannya untuk mengubah kertas saring yang dibasahi larutan merkurium (I) nitrat menjadi hitam (ini adalah uji yang sangat terpercaya); dan (e) kertas saring yang dibasahi larutan mangan (II) klorida dan hydrogen peroksida member warna coklat, karena oksida terhadap mangan oleh larutan basa yang terbentuk itu.
Dalam uji 1 (d), terbentuk campuran merkurium (II) amidonitrat (endapan putih) dan merkurium (endapan hitam):
Dalam uji 1(e) terbentuk mangan (IV) oksida berhidrat:
2. Reagensia Nessler (larutan basa dari kalium tetraiodomerkurat (II)): endapan coklat atau pewarnaan coklat atau kuning dihasilkan sesuai dengan jumlah ammonia atau ion ammonium yang terdapat. Endapan adalah merkurium (II) amidoiodida basa:
Rumus endapan coklat yang ditulis sebagai 3HgO.Hg(NH3)2I2 (Britton dan Wilson, 1933) dan sebagai NH2.Hg2I3 (Nichols dan Willits, 1934).
Uji ini luar biasa peka, dan akan mendeteksi runutan ammonia yang terdapat dalam air minum. Semua logam, kecuali natrium atau kalium, tak boleh ada.
Reagensia dibuat dengan melarutkan 10 g kalium iodide dalam 10 ml air bebas ammonia, lalu tambahkan larutan merkurium (II) klorida jenuh (60 g l-1) sedikit demi sedikit, sambil dikocok, sampai terbentuk endapan yang sedikit dan tetap, lalu tambahkan 80 ml larutan kalium hidroksida 9 M dan encerkan sampai 200 ml. diamkan semalaman, dan dekantasi cairan yang jernih. Maka reagensia terdiri dari larutan kalium tetraiodomerkurat (II), K2[HgI4] yang basa.
Reagensia Nessler yang asli pernah diuraukan sebagai larutan yang terdiri dari kalium tetraiodomerkurat (II), K2[HgI4] kira-kira 0,09 M, dan kalium hidroksida 2,5 M.
Cara lain untuk membuat reagensia ini adalah sebagai berikut: larutan 23 g merkurium (II) iodide dan 16 g kalium iodide dalam air yang bebas ammonia, dan tambahkan volumenya sampai menjadi 100 ml; tambahkan lagi 100 ml natrium hidroksida 6M. Diamkan selama 24 jam, dan dekantasi larutan dari setiap endapan yang mungkin terbentuk. Larutan harus disimpan dalam tempat yang gelap.
Teknik uji bercaknya adalah sebagai berikut: campurkan setetes larutan uji dengan setetes larutan natrium hidroksida pekat di atas kaca arloji. Pindahkan setetes mikro larutan atau suspense yng dihasilkan ke atas kertas reaksi tetes dan tambahkan setetes reagensia Nessler. Dihasilkan noda atau cincin berwarna kuning atau merah-jingga.
Kepekaan: 0,3µg NH3 (dalam 0,002 ml).
Suatu prosedur yang lebih baik adalah dengan memakai teknik yang diuraikan pada reagensia mangan (II) nitrat-perak nitrat dalam reaksi di bawah. Setetes larutan Nessler di taruh di atas tombol kaca dari alat itu. Setelah reksi selesai, tetesan reagensia itu disentuh dengan sepotong kertas reaksi tetes atau kertas saring kuantitatif pada mana akan tampak pewarnaan kuning.
3. Natrium heksanitritokobaltat (III) , (Na3[Co(NO2)6]): endapan kuning ammonium heksanitritokobaltat (III), (NH4)3[Co(NO2)6], yang serupa dengan yang dihasilkan oleh ion kalium:
4. Asam heksakloroplatinat (IV) (H2[PtCl6]: endapan kuning ammonium heksakloroplatinat (IV):
Cirri khas endapan adalah serupa dengan cirri-ciri garam kalium yang bersangkutan , tetapi berbeda darinya dalam hal endapan ini terurai ketika dipanaskan dengan larutan natrium hidroksida, dengan melepaskan gas ammonia.
5. Larutan natrium hydrogen tartat ( NaH.C4H4O6)* jenuh : endapan putih ammonium tartat asam NH4.H.C4 H4O6, yang serupa tetapi sedikit lebih larut daripada garam kalium yang bersangkutan, dari at mana endapan itu dapat dibedakan karena dilepaskannya gas ammonia, sewaktu endapan dipanaskan denagn larutan natrium hidroksida.
6. Larutan asam perklorat atau natrium perklorat : tak ada pengendapan (perbedaan kalium ).
7. Uji asam tunak-perak nitrat : dasar dari uji ini adalah sifat mereduksi dari asam tanat ( suatu glukosida dari asam digalat) atas kompleks perak amina [Ag(NH3)2]+ untuk menghasilkan perak hitam, karena itu assam tanat mengendapkan perak dengan adanya ammonia, tetapi tidak dair larutan perak nitrat yang sedikit asam.
Campurkan 2 tetes larutan asam tanat ( tannin) 5 persen dengan 2 tetes larutan persk nitrat 20 [ersen, dan taruh campuran diatas kertas reaksi-tetes atau diatas sedikit kapas. Pegang kertas dalam uap yang dihasilkan dalam pemanasan suatu garam ammonium dengan larutan natrium hidroksida. Terbentuk noda hitam diatas kertas atau diatas kapas itu. Uji ini adalah uji yang peka.
8. Reagensia p-ntrobenzena-diazonium klorida. Reagensia (I) menghasilkan pewarnann merah( ditimbulkan oleh II) dengan garam amoniium, bila terdapat larutan natrium hidroksida.
Taruh setetes larutan uji yang netral atau sedikit asam diatas lempeng bercak, diikuti oleh setetes reagensia dan sebutir ( granul ) kalsium oksida di antara kedua tetes itu. Terbentuk suatu zona merah sekitar kalsium oksida. Uji blanko harus dilakukan terhadap setetes air.
Kepekaan : 0,7 NH3. Batas konsentrasi : 1 dalam 75.000.
Reagensia (kadang-kadang disebut sebagai larutan liegler) dibuat sebagai berikut. Larutkan 1 g p-nitroanilina dalam 25 ml asam klorida 2M ( mungkin perlu dipanaskan), dan encerkan dengan 160 ml air. Dinginkan, tambahkan 20 ml natrium nitrit 2-5 persen sambil dikocok kuat-kuat. Terus kocok sampai semuanya melarut. Reagensia menjadi keruh setelah disimpan, tetapi bisa dipakai lagi sesudah disaring.
9. Uji pembentukan- ammonia.
Ini adalah suatu modifikasi dari reaksi 1, yang disesuaikan untuk analisis yang peka. Alat terdiri dari sebuah tabung uji kecil dengan kapasitas 1 ml, yang dapat ditutup dengan penutup kecil dari kaca asahan yang pada ujung bawahnya terdapat kait kaca kecil.
Taruh setetes larutan uji atau sedikit zat padat dalam tabung uji mikro itu, dan tambahkan setetes larutan natrium hidroksida 2M. pasang sepotong kecil kertas lakmus merah pada kait kaca, dan masukkan penutup ketempatnya. Panaskan sampai 400 C selama 5 menit. Kertas jadi berwarna biru.
Kepekaan : 0,001 NH3 . batas konsentrasi : 1 dalam 5.000.000.
Sianida tidak boleh ada, karena zat-zat ini menghasilkan ammonia dengan alkali :
Tetapi, jiak ditambahkan sedikit merkurium (II) oksida, atau garam merkurium(II), terbentuk merkurium(II) sianida, Hg(CN)2, yang stabil terhadap alkali, sehingga efek mengganggu dari sianida telah sebagian besar dihilangakan.
10. Uji kering .
Semua logam ammonium menguap dan terurai, bila dipanaskan sampai sesaat sebelum berpijar. Pada beberapa kasus, dimana asamnya mudah menguap, uapnya akan bergabung kembali setelah mendingin dengan membentuk sublimat garam itu, misalnya ammonium klorida.
Analisis Kation Golongan V
Golongan V disebut juga golongan sisa karena tidak bereaksi dengan reagensia reagensia golongan sebelumnya. Ion kation yang termasuk dalam golongan ini antara lain magnesium, natrium, kalium, dan ammonium. (Vogel, 1990). Selain itu juga merupakan sisa pemisahan dari golongan I,II,III,IV. Khusus untuk harus diperiksa dari sampel awal, karena pada pemisahan golongan I sampai IV sering ditambahkan yang berasal dari . Golongan sisa tidak memerlukan pereaksi untuk pemisahannya. Masing-masing kation dapat diidentifikasi dengan pereaksi khusus yanh membedakan satu dengan yang lainnya.
Kation-kation Golongan V (Mg2+, Na+, K+, dan NH4+) dapat diidentifikasi satu persatu tanpa pemisahan pendahuluan. Dalam sekema yang diuraikan pada table, pemisahan parsial Mg diikuti dengan uji-uji terhadap K dan Na .
Identifikasi Kation Golongan V
Olah residu yang kering dari golongan IV dengan air 4 ml air, aduk, panaskan selama 1 menit, dan saring (1).
Jika residu melarut sempurna (atau hamper sempurna) dalam air, encerkan larutan yang terjadi (jika perlu, setelah disaring) sampai kira-kira 6 ml, dan bagi menjadi tiga bagian yang kira-kira sama: (i) pakai bagian yang pertama untuk menguji terhadap Mg dengan larutan
‘oksina’ yang telah disiapkan: pastikan Mg dengan memberlakukan uji ‘magneson’ kepada 3-4 tetes larutan : (ii) da (iii) uji terhadap Na dan K. Masing-masing, seperti diuraikan dibawah.
Residu Filtrate
Larutkan dalam beberapa tetes HCl encer dan tambahkan 2-3 ml air. Bagi larutan menjadi dua bagian yang tak sama.
(i)Bagian yang lebih banyak : olah 1 ml larutan oksina 2 persen dalam asam asetat 2M, dengan 5 ml larutan ammonia 2M, dan jika perlu, panaskan untuk melarutkan setiap oksina yang diendapkan. Tambahkan sedikit larutan NH4Cl kepada larutan uji, diikuti dengan reagensia oksina amoniakal, dan panaskan sampai titik didih selama 1-2 menit (bau NH3 harus terbedakan).
Endapan kuning muda Mg ‘oksinat’. Mg ada (2).
(ii)Bagian yang lebih sedikit : kepada 3-4 tetes, tambahkan 2 tetes reagensia ‘ magneson’ diikuti dengan beberapa tetes larutan NaOH sampai basa. Endapan biru memastikan Mg.
Dibagi menjadi dua bagian (a) dan (b).
(a)Tambahkan sedikit uranil magnesium asetat, kocok dan diamkan selama beberapa menit.
Endapan Kristal kuning. Na ada (3).
Pastikan dengan uji nyala : nyala kuning yang bertahan lama.
(b)Tambahkan sedikit larutan natrium heksanitritokobaltat (III) (atau kira-kira 4 mg zat padatnya) dan beberapa tetes asam asetat encer. Aduk-aduk, dan jika perlu, diasamkan selama 1-2 menit.
Endapan kuning K3[Co(NO2)6]. K ada (4).
Pastikan dengan uji nyala dan pandang melalui dua lapisan kaca kobalt ; warna merah (biasanya tidak tetap (transien)).
Penyelidikan terhadap ammonium. Ini telah dilakukan dengan zat yang asli dalam uji-uji pendahuluan (5).
Catatan dan penjelasan atas tabel :
1. Pengolahan Filtrat dari Golongan IV
Filtrat dari Golongan IV yang mungkin mengandung garam-garam Mg, Na, K, dan ammonium. Filtrate diuapkan sampai kering dan dipanaskan sampai semua garam ammonium
telah menguap. Adanya residu menunjukkan adanya satu atau lebih dari logam ini. Olah residu yang kering (diekstraksi) dengan menambahkan 4 ml air, aduk, panaskan selama 1 menit untuk memisahkan garam Na dan K yang larut, kemudian saring. Residunya diuji terhadap Mg dan filtratnya untuk menguji adanya Na dan K.
Jika residu melarut sempurna (atau hampir sempurna) dalam air, encerkan larutan yang terjadi (jika perlu, setelah disaring) sampai kira-kira 6 ml, dan bagi menjadi tiga bagian yang kira-kira sama. Bagian yang pertama digunakan untuk menguji Mg dengan larutan oksina yang telah disiapkan (pastikan Mg dengan memberlakukan uji magneson kepada 3-4 tetes larutan). Sedangkan bagian kedua dan ketiga digunakan terhadap uji Na dan K.
2. Identifikasi Kation Magnesium (Mg2+)
Residu dilarutkan dalam beberapa tetes HCl encer dan tambahkan 2-3 ml air. Kemudian bagi menjadi dua bagian yang tidak sama.
Bagian yang lebih banyak.
Olah 1 ml larutan oksina 2 % dalam asetat 2M dengan 5 ml larutan ammonia 2M. Jika perlu panaskan untuk melarutkan setiap oksina yang diendapkan. Tambahkan NH4Cl kepada larutan uji, diikuti dengan reagensia oksina amoniakal yang telah dibuat. Kemudian panaskan sampai mendidih selama 1-2 menit (bau NH3 harus terbedakan). Adanya endapan kuning muda menandakan adanya Mg oksina.
Reagensia 8-hidroksikuinolina atau ‘ oksina’
Bagian yang lebih sedikit.
Sekitar 3-4 tetes sampel tambahkan 2 tetes reagensia ‘magneson’ diikuti dengan beberapa tetes NaOH sampai basa. Adanya endapan biru memastikan adanya Mg. Uji ini bergantung pada adsorpsi reagensia, yang merupakan suatu zat pewarna, diatas Mg(OH)2 dalam larutan basa maka akan dihasilkan bahan pewarna biru.
Pengendapan Mg sebagai fosfat atau dengan penambahan sedikit NH4Cl dan Na2HPO4 yang berlebihan kepada larutan amoniakal tersebut kadang-kadang agak
lambat; juga runtutanlogam golongan IV cenderung mengganggu; oleh sebab inilah, uji oksina dan ‘magneson’ lebih disukai.
Namun, jika dikehendaki untuk melakukan uji Na2HPO4 yang kurang memuaskan sebagai perbandingan dengan uji oksina terhadap Mg, olah larutan dalam asam itu dengan sedikit NH4Cl, diikuti dengan larutan NH3 encer sampai bersifat basa, dan tambahkan larutan Na2HPO4. Kocok dan aduk dengan kuat. Endapan kristalin putih, Mg(NH4)PO4.6H2O, menunjukkan Mg. endapan ini kadang-kadang memisah dengan lambat.
Larutan dinatrium hydrogen fosfat : terbentuk endpan Kristal putih magnesium ammonium fosfat jika ada serta ammonium klorida ( untuk mencegah pengendapan magnesium hidroksida) dan larutan ammonia.
3. Identifikasi Kation Natrium (Na+)
Filtrat bagian pertama digunakan untuk mengidentifikasi kation Na. filtrate ditambahkan sedikit uranil magnesium asetat, kocok, dan diamkan selama beberapa menit. Adanya endapan kristalin kuning menandakan Na ada.
Na+ + Mg2+ + 3U2 2+ + 9CH3COO - → NaMg(UO2)3(CH3COO)9 ↓
Pengendapan yang paling baik untuk ion-ion natrium adalah pengendapan dengan uranil magnesium atau zink asetat. Uji nyalanya akan menghasilkan warna kuning kuat yang bertahan lama (khas). Runutan natrium mungkin terbawa masuk dari reagensia selama nalisis, maka sangat penting untuk memperhatikan warna kuning kuat yang muncul dan bertahan lama. Jika warnanya kuning lemah maka boleh diabaikan.
Larutan uranil magnesium asetat : endapan kristalin kuning, natrium magnesium uranil asetat NaMg(UO2)3(CH3COO)9.9H2O, dari larutan pekat.
Reagensia uranil zink asetat : diperoleh Kristal-kristal kuning natrium zink uranil asetat.
Filtrat ditambahkan dengan sedikit larutan natrium heksanitritokobaltat (III) atau kira-kira 4 mg zat padatnya dan beberapa tetes asam asetat encer. Aduk-aduk, dan jika perlu diasamkan selama 1-2 menit. Adanya endapan kuning K3[Co(NO2)6] menandakan adanya K.
3K+ + [Co(NO2)6]3- → K3[Co(NO2)6] ↓
Endapan tak larut dalam asam asetat encer. Jika ada natrium dalam jumlah yang lebih banyak (atau jika reagensia ditambahkan berlebihan) terbentuk suatu garam campuran, K2Na[Co(NO2)6]. Endapan terbentuk dengan segera dalam larutan-larutan pekat, dan lambat dalam larutan encer, pengendapan dapat dipercepat dengan pemanasan.
Pastikan dengan uji nyala dan lihat melalui dua lapisan kaca kobalt warna merah (biasanya tidak tetap (transien)). Sebaiknya kaca kobalt itu diuji dengan garam kalium untuk memastikan bahwa kaca itu baik kondisinya. Pada beberapa contoh kaca kobalt menyerap sama sekali garis-garis merah kalium. Oleh karena itu dianjurkan untuk memakai spektroskop sederhana bila tersedia.
Larutan asam tartat ( larutan natrium hydrogen tartat) : endapan kristalin putih kalium hydrogen tartat.
5. Ion Amonium
Terhadap ammonia telah diuji. Dengan memanaskan zat asli dengan larutan NaOH, NH3 akan dilepas dari garam-garam ammonium. Gas NH3 ini bisa diidentifikasi dari baunya, dari kerjanya atas kertas lakmus atau atas kertas saring yang dibasahi dengan larutan merkurium(I) nitrat, atau dengan uji asam tanat-perak nitrat. Dengan menyumbatkan gumpalan kapas longgar-longgar pada bagian atas tabung, tak ada lagi bahaya bahwa cipratan-cipratan larutan NaOH akan mempengaruhi kertas reagensia. 12) Ion natrium hidroksida : gas ammonia dilepaskan ketika dipanaskan,
13) Reagensia Nessler ( larutan basa dari kalium tetraiodo merkurat (II)) : endapan coklat merkurium (II) amidoioda basa :
14) Natrium heksanitrokobaltat (III) : endapan kuning
PENUTUP
Kimia analitik adalah cabang ilmu kimia yang berfokus pada analisis cuplikan material untuk mengetahui komposisi, struktur, dan fungsi kimiawinya. Secara tradisional, kimia analitik dibagi menjadi dua jenis, kualitatif dan kuantitatif :
1. Analisa Kualitatif adalah penyelidikan kimia mengenai jenis unsur atau ion yang terdapat dalam suatu zat tunggal atau campuran.
2. Analisa Kuantitatif Adalah penyelidikan kimia mengenai kadar unsur atau ion yang terdapat dalam suatu zat tunggal atau campuran
Klasifikasi kation yang paling umum didasarkan pada perbedaan kelarutan dari klorida, sulfida, dan karbonat kation tersebut. Kation diklasifikasikan dalam 5 golongan berdasarkan sifat-sifat kation tersebut terhadap beberapa reagensia. (Vogel, 1990).
Analisis Kation
Langkah dalam analisis kation secara umum dapat dikategorikan dalam 3 tahapan sbb : Tahap pertama : Pemisahan Kation-kation ke dalam golongan
- Kation tiap golongan diendapkan sebagai senyawa dengan pereaksi pengendap golongan tertentu.
- Endapan yang dihasilkan mengandung kation-kation dalam satu golongan. dekantasi. teknik sentrifugasi - Pemisahan endapan dan larutan
- Pereaksi pengendap golongan berikutnyaditambahkan pada larutan hasil dekantasi. Tahap kedua : Pemisahan Kation-kation dari tiap golongan
memisahkan satu kation dalam satu kelompok dari kation lainnya.Serangkaian reaksi
keuntungan tentang kemiripan dan perbedaan sifat- sifat kimia. - Reaksi yang dipilih Tahap ketiga : Identifikasi tiap Kation
satu atau lebih reaksi kimia yang karakteristik atau spesifik untuk suatu kation.- Keberadaan suatu kation diidentifikasi
Golongan-golongan kation memiliki ciri-ciri khas, yaitu Golongan V disebut juga golongan sisa karena tidak bereaksi dengan reagensia-reagensia golongan sebelumnya. Ion kation yang termasuk dalam golongan ini antara lain magnesium, natrium, kalium, dan ammonium. (Vogel, 1990)
